Sistema Caliope de pronòstic de la qualitat de l’aire. Estat actual i nous reptes
•
0 likes•273 views
Presentació de Oriol Jorba Casellas, cap del grup de recerca de Composició Atmosfèrica del Barcelona Supercomputing Center del Departament de Ciències de la Terra, al Seminari L’ús de models de dispersió com a eina de gestió de la qualitat de l’aire
Recommended
Recommended
More Related Content
More from Medi Ambient. Generalitat de Catalunya
More from Medi Ambient. Generalitat de Catalunya (20)
Sistema Caliope de pronòstic de la qualitat de l’aire. Estat actual i nous reptes
- 2. Índex • El Departament de Ciències de la Terra del BSC • El sistema de pronòstic de qualitat de l’aire CALIOPE • Desenvolupaments actuals del CALIOPE • Nous reptes
- 4. Eines de modelització de la Qualitat de l’Aire al BSC Sistema CALIOPE: pronòstics de la qualitat de l’aire des d’escales regionals a locals HERMESv3 emission modelMONARCH model 12km 4km 1km Benavides et al. (2019 GMD) Pay et al. (2014 GMD) Baldasano et al. (2012 AE) Pay et al. (2011; 2012 AE) Desenvolupaments propis A python-based, open source, parallel and multiscale emission modelling framework that processes and estimates gas and aerosol emissions for use in atmospheric chemistry models. Guevara et al. (2019, 2020) Multiscale Online Nonhydrostatic Atmosphere Chemistry model • Multiscale: global to regional (up to 1km) scales allowed • Fully on-line coupling: weather-chemistry feedback processes allowed • Enhancement with a data assimilation system and machine learning techniques Dust module is known as NMMB/BSC-Dust
- 5. Aplicacions Events passats Pronòstic Planificació p90 O3 for 31 Jul 2012 Others Imported On-roadNon-road Power Plants Industry p90 O3 contributions for 31 Jul 2012 µg/m3 Total µg/m3 Pay et al., 2019 Reduccions del màxim horari NO2: 25 - 30 µg m-3 8-16% Reduccions del màxim horari PM10: < 8 µg m-3 2-5% Electrificació del parc Soret et al. (2014)
- 12. Guevara et al. (2019, GMDD) • Tractament harmonitzat d’inventaris d’emissions externs (p.e., globals, Europeus) • Emissions consistents a elevada resolució a partir de metodologies bottom-up. HERMESv3: The High-Elective Resolution Modelling Emissions System
- 16. Objectius i abast del projecte Desenvolupar i implementar un sistema de modelització i pronòstic de les emissions i la qualitat de l’aire per a Catalunya que permeti predir a 24 i 48 hores les concentracions dels contaminants NO2, O3 i PM10. Sistema urbà • Domini: Ciutat Barcelona (intrarondes) • Resolució: entre 20 i 100 metres • Contaminants: NO2 • Emissions: HERMESv3 • Pronòstic i avaluació NRT: No (treballs de preparació/avaluació per a futur pronòstic) • Avaluació 2019 • Escenari 2025 Sistema regional • Domini: Catalunya i la zona d’especial protecció de Barcelona o àmbit 40 • Resolució: 1kmx1km, horari • Contaminants: NO2, O3 i PM10 • Emissions: HERMESv3 • Pronòstic i avaluació NRT: 24 i 48 hores, estacions EIONET. • Avaluació 2019 • Escenari 2025
- 19. SNAP No. Industries HERMESv3 No. de industries DTES 0301 Combustion in manufacturing industry 030102 - 4 030103 51 2454 030104 23 47 030105 63 167 030106 - 528 Total SNAP 0301 137 3200 0103 Petroleum refining plants 010303 - 3 010304 3 3 010305 - 2 010306 3 11 Total SNAP 0103 6 19 0104 Solid fuel transformation plants 010403 - 1 0100 Combustion in energy and transformation industries 010105 - 32 010203 - 14 010205 - 2 Total SNAP 010000 48 Total 143 3268 Millora de les emissions de Catalunya • Model d’emissions • Actualització focus industrials, perfils temporals i factors d’emissió • Secció d’Emissions del Servei de Vigilància i Control de l’Aire (DGQACC)
- 20. 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Hora Perfils horaris H_001 H_007 H_008 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Dìas Perfils setmanals W_001 W_006 W_007 o Perfil H_001: Industries que reporten hores treballades al dia major o igual a 17 hores. o Perfil H_007: Industries que reporten hores treballades al dia entre 9 i 16 hores (emissions distribuïdes en major mesura de 6:00h a 22:00h, assumint que treballen en dos torns continuats). o Perfil H_008: Industries que reporten hores treballades al dia menor o igual a 8 hores. o Perfil W_001: Industries que operen més de 314 dies a l’any o Perfil W_006: Industries que operen entre 262 i 313 dies a l’any, emissions distribuïdes de dilluns a dissabte. o Perfil W_007: Industries que operen entre 2 i 261 dies a l’any, emissions distribuïdes de dilluns a divendres. Millora de les emissions de Catalunya • Model d’emissions • Actualització focus industrials, perfils temporals i factors d’emissió • Secció d’Emissions del Servei de Vigilància i Control de l’Aire (DGQACC)
- 21. (b) (c) Millora de les emissions de Catalunya • Model d’emissions • Actualització focus industrials, perfils temporals i factors d’emissió • Secció d’Emissions del Servei de Vigilància i Control de l’Aire (DGQACC)
- 23. Millora de les emissions de Catalunya • Model d’emissions • Actualització trànsit rodat: volum de trànsit de la xarxa del model de l’ATM • Parc vehicular: distribució de la flota Institut Cerdà
- 24. Millora de les emissions de Catalunya • Model d’emissions • Actualització trànsit rodat: volum de trànsit de la xarxa del model de l’ATM • Parc vehicular: distribució de la flota Institut Cerdà
- 25. • Model d’emissions • Actualització trànsit rodat: Simulació emissions anual a 1km x 1km NOx (HERMESv3) NOx (HERMESv3 - ATM) Millora de les emissions de Catalunya
- 26. Extensió a l’escala urbana • Model urbà • Implementació d’un mòdul urbà a la cadena de pronòstic • Contribució local de la contaminació a la ciutat
- 27. Nous reptes
- 28. Model d’emissions • Manteniment i actualització regular de les bases de dades • Utilitzar la millor informació d’activitat disponible • Avançar en les metodologies: nous factors d’emissió, millor especiació, nous contaminants • Identificar les limitacions a partir de noves fonts d’informació (b) (c) PM10
- 29. Assimilació de dades (a) multi-parameter source perturbations (b) multi-physics source perturbations (c) multi-meteorological initial and boundary conditions (a) (a) + (b) + (c) Normalized standard deviation (a) + (b) + (c) (a) • Millorar les tècniques d’assimilació de gasos reactius i partícules • Combinació d’observacions de la columna i superfície • Preparar els sistemes per la nova generació de satèl·lits geostacionaris (Sentinel 4)
- 30. Aplicació de tècniques d'intel·ligència artificial (AI) • Inferència de contaminants a nivell de superfície combinant tècniques AI, models, observacions en superfície i imatges de satèl·lit (H2020 AQ-WATCH) • Desenvolupament de models AI per la millora dels pronòstics de qualitat de l’aire de models geofísics (MSCA) • Ús de dades GPS de vaixells i AI per refinar les emissions del Port de Barcelona (PhD Thesis) • Ús de xarxes neuronals pel tractament d’imatges de càmeres de trànsit i quantificar la velocitat I emissió dels vehicles (H2020 CLASS)
- 31. Desenvolupament dels models urbans • Metodologies escalables a altres ciutats • Incorporar mecanismes de formació de contaminants més detallats • Explotació de noves mesures indirectes de la immissió als carrers • Acoblament amb models de mobilitat per estudis de planificació Rodriguez Rey et al. (2020, EWGT)
- 32. Products • NRT Individual & Ensemble 4-Day Forecasts • NRT Individual & Ensemble Analyses (DD-1) • NRT Validation & Statistics products • Reanalyses (2014-2017) Inputs Global products Regional emissions In situ observations New operational AQ models New candidates AQ models 7 operational AQ models Copernicus Atmosphere Monitoring Service Regional air quality (CAMS_50.II)
- 33. Conclusions • Sistema de pronòstic de la qualitat de l’aire CALIOPE en desenvolupament i millora constant. • Eina flexible per proporcionar informació des d’escales Europees a escales locals. • Possibilitat d’actualitzar de forma eficient les emissions de contaminants gràcies al sistema HERMESv3. • Nou mòdul urbà per refinar els productes de CALIOPE a escala de carrer. • Noves dades observacionals obren un nou camp per millorar els models geofísics i crear productes refinats d’elevada qualitat.